一种晶圆检测照明装置及其使用方法

技术领域

本发明属于晶圆检测技术领域，具体涉及一种晶圆检测照明装置及其使用方法。

背景技术

晶圆检测照明面直接关系到缺陷检测的灵敏度和准确率。传统的匀光照明采用光棒或者柯拉照明的形式，本质上是将光源分割为多个光源点，多个光源点在照射面重叠照明进而实现空间上的匀光。但是工程上常用的光源，比如LED、氙灯和激光维持等离子体光源等除了在空间上不均匀外，在角度空间上也极不均匀，并且一般是在小角度光线密，大角度光线稀。但是晶圆照明和成像一般是通过大数值孔径的物镜实现，大角度光线对实现高分辨率的成像作用更大，这样就造成高分辨率的细节部分成像灵敏度不足，进而影响缺陷检测的灵敏度和准确度。

因此，基于上述技术问题需要设计一种新的晶圆检测照明装置及其使用方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶圆检测照明装置及其使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种晶圆检测照明装置，包括：

光源、反射镜、新光源、第一透镜组、孔径光阑和第一匀光棒；

所述反射镜设置在所述光源的一侧，所述反射镜的一面为椭球形，并且该椭球形的一面朝向所述光源，所述光源发出的光经过反射镜椭球性的一面反射后形成所述新光源；

所述第一透镜组设置在所述新光源的一侧，所述新光源位于光源与第一透镜组之间，所述第一透镜组的焦点与新光源的中心位置齐平；

所述第一匀光棒设置在所述第一透镜组的一侧，即所述第一透镜组位于新光源与第一匀光棒之间；

所述第一透镜组与所述第一匀光棒之间设置有所述孔径光阑。

进一步，所述第一匀光棒的一侧设置有第二透镜组，即第一匀光棒设置在第二透镜组与孔径光阑之间；

所述第二透镜组的一侧设置有第二匀光棒，即第二透镜组设置在第一匀光棒与第二匀光棒之间；

所述第二匀光棒的一侧设置有视场光阑，即第二匀光棒设置在视场光阑于第二透镜组之间。

进一步，所述视场光阑的一侧设置有第三透镜组，即视场光阑设置在第二匀光棒与第三透镜组之间；

所述第三透镜组的一侧倾斜设置有第一微缩镜组，在第一微缩镜组的下方设置有第二微缩镜组；

所述第二微缩镜组的下方设置有晶圆。

进一步，第一匀光棒的长度至少为：

其中，L

进一步，第二匀光棒的长度至少为：

其中，R

进一步，所述光源适于采用宽谱非均匀光源。

进一步，所述第一透镜组和所述第二透镜组均适于采用消色差透镜组。

进一步，所述第一匀光棒和所述第二匀光棒均适于采用熔石英材质制成。

进一步，所述第一匀光棒和所述第二匀光棒的截面形状为圆形或多边形。

第二方面，本发明还提供一种上述晶圆检测照明装置的使用方法，包括：

光源经过反射镜成像形成新光源，在新光源后面放置第一透镜组，第一透镜组的焦点在新光源中心位置，第一匀光棒放置在第一透镜组后的焦面处，中间放置孔径光阑；

新光源经过第一透镜组转换为角度空间；

第一匀光棒后放置第二透镜组，第一匀光棒和第二匀光棒分别在第二透镜组的前后焦面处；

第二匀光棒后放置视场光阑；

视场光阑经过第一微缩镜组和第二微缩镜组，视场光阑转像到晶圆的表面，对晶圆检测进行照明。

本发明的有益效果是，本发明通过光源、反射镜、新光源、第一透镜组、孔径光阑和第一匀光棒；所述反射镜设置在所述光源的一侧，所述反射镜的一面为椭球形，并且该椭球形的一面朝向所述光源，所述光源发出的光经过反射镜椭球性的一面反射后形成所述新光源；所述第一透镜组设置在所述新光源的一侧，所述新光源位于光源与第一透镜组之间，所述第一透镜组的焦点与新光源的中心位置齐平；所述第一匀光棒设置在所述第一透镜组的一侧，即所述第一透镜组位于新光源与第一匀光棒之间；所述第一透镜组与所述第一匀光棒之间设置有所述孔径光阑；通过设置角度空间和位置空间两个维度，并分别在两个空间内用匀光棒进行匀光，达到光源照明角度和位置匀光的目的，有利于提高照明的均匀度和测量灵敏度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种晶圆检测照明装置的结构示意图；

图2是本发明的匀光棒截面形状示意图；

图3是本发明的角度匀光示意图；

图4是本发明的位置匀光效果图。

图中：

1为反射镜、2为光源、3为新光源、4为第一透镜组、5为孔径光阑、6为第一匀光棒、7为第二透镜组、8为第二匀光棒、9为视场光阑、10为第三透镜组、11为第一微缩镜组、12为第二微缩镜组、13为晶圆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图4所示，本实施例1提供了一种晶圆13检测照明装置，包括：光源2、反射镜1、新光源3、第一透镜组4、孔径光阑5和第一匀光棒6；所述反射镜1设置在所述光源2的一侧，所述反射镜1的一面为椭球形，并且该椭球形的一面朝向所述光源2，所述光源2发出的光经过反射镜1椭球性的一面反射后形成所述新光源3；所述第一透镜组4设置在所述新光源3的一侧，所述新光源3位于光源2与第一透镜组4之间，所述第一透镜组4的焦点与新光源3的中心位置齐平；所述第一匀光棒6设置在所述第一透镜组4的一侧，即所述第一透镜组4位于新光源3与第一匀光棒6之间；所述第一透镜组4与所述第一匀光棒6之间设置有所述孔径光阑5；通过设置角度空间和位置空间两个维度，并分别在两个空间内用匀光棒进行匀光，达到光源2照明角度和位置匀光的目的，有利于提高照明的均匀度和测量灵敏度。

在本实施例中，光源2经过反射镜1的椭球面成像在新光源3的位置(即形成新光源3)，在新光源3后面放置第一透镜组4，第一透镜组4的焦点在新光源3中心位置，第一匀光棒6放置在第一透镜组4后的焦面处，中间可以放置孔径光阑5，来控制光束的口径。新光源3经过第一透镜组4转换为角度空间，即在第一匀光棒6入射面的某一位置的光线和新光源3处的某一角度的光线一一对应。

在本实施例中，采用第一透镜组4实现角度空间和位置空间的变换，在变换空间内通过第一匀光棒6实现匀光照明，实现照明面在角度空间和位置空间的匀光，进而增强缺陷检测的灵敏度和准确度。

在本实施例中，所述第一匀光棒6的一侧设置有第二透镜组7，即第一匀光棒6设置在第二透镜组7与孔径光阑5之间；所述第二透镜组7的一侧设置有第二匀光棒8，即第二透镜组7设置在第一匀光棒6与第二匀光棒8之间；所述第二匀光棒8的一侧设置有视场光阑9，即第二匀光棒8设置在视场光阑9于第二透镜组7之间。

在本实施例中，所述视场光阑9的一侧设置有第三透镜组10，即视场光阑9设置在第二匀光棒8与第三透镜组10之间；所述第三透镜组10的一侧倾斜设置有第一微缩镜组11，在第一微缩镜组11的下方设置有第二微缩镜组12；所述第二微缩镜组12的下方设置有晶圆13；第一匀光棒6后放置第二透镜组7，第一匀光棒6和第二匀光棒8分别在第二透镜组7的前后焦面处。第二匀光棒8后放置视场光阑9。视场光阑9经过第一微缩镜组11和第二微缩镜组12，视场光阑9转像到晶圆13的表面，对晶圆13检测进行照明。

在本实施例中，第一匀光棒6的长度至少为：

其中，L

在本实施例中，第二匀光棒8的长度至少为：

其中，R

设置第一匀光棒6和第二匀光棒8的长度可以保障大部分光线在第一匀光棒6和第二匀光棒8里面反射10次，尽可能实现较好地均匀性。

在本实施例中，所述光源2适于采用宽谱非均匀光源2，比如LED、汞灯、氙灯、激光维持等离子体光源2等发光体。

在本实施例中，所述第一透镜组4和所述第二透镜组7均适于采用消色差透镜组。

在本实施例中，所述第一匀光棒6和所述第二匀光棒8均适于采用熔石英材质制成。所述第一匀光棒6和所述第二匀光棒8通过对光线多次反射实现匀光。

在本实施例中，所述第一匀光棒6和所述第二匀光棒8的截面形状为圆形或多边形，例如矩形等。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种实施例1中晶圆13检测照明装置的使用方法，包括：光源2经过反射镜1成像形成新光源3，在新光源3后面放置第一透镜组4，第一透镜组4的焦点在新光源3中心位置，第一匀光棒6放置在第一透镜组4后的焦面处，中间放置孔径光阑5；新光源3经过第一透镜组4转换为角度空间；第二匀光棒8后放置第二透镜组7，第一匀光棒6和第二匀光棒8分别在第二透镜组7的前后焦面处；第二匀光棒8后放置视场光阑9；视场光阑9经过第一微缩镜组11和第二微缩镜组12，视场光阑9转像到晶圆13的表面，对晶圆13检测进行照明。

综上所述，本发明通过光源2、反射镜1、新光源3、第一透镜组4、孔径光阑5和第一匀光棒6；所述反射镜1设置在所述光源2的一侧，所述反射镜1的一面为椭球形，并且该椭球形的一面朝向所述光源2，所述光源2发出的光经过反射镜1椭球性的一面反射后形成所述新光源3；所述第一透镜组4设置在所述新光源3的一侧，所述新光源3位于光源2与第一透镜组4之间，所述第一透镜组4的焦点与新光源3的中心位置齐平；所述第一匀光棒6设置在所述第一透镜组4的一侧，即所述第一透镜组4位于新光源3与第一匀光棒6之间；所述第一透镜组4与所述第一匀光棒6之间设置有所述孔径光阑5；通过设置角度空间和位置空间两个维度，并分别在两个空间内用匀光棒进行匀光，达到光源2照明角度和位置匀光的目的，有利于提高照明的均匀度和测量灵敏度。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。